Какова сила, которая должна воздействовать на автомобиль массой 2 тонны, движущийся с постоянной скоростью 54 км/ч, если впереди на расстоянии 50 метров загорелся красный светофор?

Физика 10 класс Законы Ньютона сила автомобиль масса постоянная скорость красный светофор физика Движение расстояние торможение 54 км/ч Новый

Для решения данной задачи нам нужно понять, какие силы действуют на автомобиль, и что нужно сделать, чтобы он остановился. Рассмотрим шаги, которые помогут нам найти необходимую силу.

Шаг 1: Преобразование единиц измерения

• Масса автомобиля: 2 тонны = 2000 кг (так как 1 тонна = 1000 кг).
• Скорость: 54 км/ч нужно преобразовать в м/с. Для этого используем формулу: скорость (м/с) = скорость (км/ч) * (1000 м / 3600 с)
  • 54 км/ч = 54 * (1000 / 3600) = 15 м/с.

Шаг 2: Определение необходимого торможения

Автомобиль должен остановиться на расстоянии 50 метров. Мы можем использовать уравнение кинематики для равномерно замедленного движения:

s = v^2 / (2a), где:

• s - расстояние (50 м),
• v - начальная скорость (15 м/с),
• a - ускорение (в данном случае, это будет торможение, и оно будет отрицательным).

Шаг 3: Находим торможение

Перепишем формулу, чтобы найти ускорение:

a = v^2 / (2s)

Теперь подставим известные значения:

• v = 15 м/с,
• s = 50 м.

a = (15^2) / (2 * 50) = 225 / 100 = 2.25 м/с².

Так как это торможение, то мы можем записать его как a = -2.25 м/с².

Шаг 4: Находим силу, действующую на автомобиль

Теперь, используя второй закон Ньютона, мы можем найти силу:

F = m * a, где:

• m - масса (2000 кг),
• a - торможение (-2.25 м/с²).

Подставляем значения:

F = 2000 * (-2.25) = -4500 Н.

Шаг 5: Интерпретация результата

Отрицательное значение силы указывает на то, что сила направлена в сторону, противоположную движению автомобиля. Таким образом, сила, которая должна воздействовать на автомобиль, чтобы он остановился, составляет 4500 Н в направлении, противоположном движению.

Ответ: Сила, необходимая для остановки автомобиля, составляет 4500 Н.